专利名称：供水管网负荷测试装置的制作方法
技术领域：
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种供水管网负荷测试装置。
背景技术：
在多种因素影响下，城市用水户的用水量变化非常复杂，给研究用水量变化规律带来很大困难。用水户的使用性质决定了各时段用水量的比例，这是一项宏观指标；用水户情况的改变也影响用水量变化，如生产规模扩大、生产工艺更新、卫生设施水平及生活习惯变化等；另外，供水设施的完善程度、供水行业的服务水平与管理手段等对用水量的变化也起到重要作用。由此可见，用水户用水量虽随机变化，但经过收集到的现场数据资料分析， 表明城市用水也具有其客观规律性。给水管网中节点流量反映了用水户的性质和用水量的分布状态，其计算的准确程度直接影响给水管网计算精度，它是正确分析给水管网运行工况的前提。研究用水量变化规律，对掌握城市给水管网系统运行规律具有重要的意义，它有助于提高城市给水管网系统供水的安全可靠性，也能有效的指导生产和调度。目前，国内外学者研究的重点大多针对给水管网节点流量分配及节点流量的优化调整等，而对于供水管网运行负荷及用水量变化规律测试方法的研究相对较少，且尚未成熟，在很大程度上影响了供水管网仿真建模的精度及建模与校核技术的发展。目前，对于供水管网用水量变化规律测试的方法有以下几种。(1)人工抄表记录此方法主要依靠城市自来水公司对各用户用水量进行定期人工抄表记录而实现对城市供水管网用水量变化规律的研究。通常，以一月或半月为周期，对用户用水量水表数进行记录。通过分析计算，能够粗略统计出城市供水管网中各种大用户所占比例及月或年用水量变化规律。但是为实现供水管网仿真建模所要求的精确掌握各类用户的时用水量变化规律及日用水量变化规律，通过该研究方法，却无法实现。与此同时，人工抄表抄收数据出错几率大、数据采集间隔时间长，数据的准确性与抄表人员本身的素质有很大的关系。并且，对于所抄收的数据，需经过大量复杂的人工整理计算，才能为城市供水管网用水量变化规律研究所用。因此，该方法不能满足供水管网仿真建模对于管网运行负荷及用水量变化规律测试的要求。(2)在线远传水表记录系统采用在线远传水表对用户用水量进行记录，利用数据量化处理方法，避免了人为操作，有效地降低了人为工作量及处理误差，从而大大提高了用水量记录的精度，便于用户用水量的统一存储与管理。该系统由智能远传水表发出方波脉冲信号给信号采集器，由采集器实时采集、处理及存储，通过总线传输给集中器，由物业管理中心或便携式计算机抄表器抄收，经管理中心PC机对水表数据进行管理及处理。该系统可实现在设定周期内(一般为1天或半月)对用户的累计用水量进行记录，然而却无法实现对管道瞬时流量的准确记录。因此，此系统主要为满足城市自来水公司对用户用水量记录与监测的需求，无法很好的满足供水管网仿真建模过程中对管网负荷测试的要求。此外，目前在线远传水表在国内大多数城市还未实现广泛全面的应用，仍有很大一部分用户采用人工抄表记录方式，对所建立的供水管网仿真模型的�：斯芾碓斐闪艘欢ǖ睦�。2、现有技术方案随着社会的进步与发展，人们的用水需求逐渐提高，城市自来水公司只有实现城市供水管网的科学化、合理化运行管理，才能在满足居民及社会用水需求的基础上，实现供水系统安全合理运行及节能降耗的目的。这就对城市供水管网仿真建模的精度和实用性提出了更高更为严格的要求。在供水管网微观水力模型建立的过程中，进行管网负荷测试，掌握用户用水模式及用水量变化规律，是关系到模型精度及实用性的关键因素之一。近几年，在线远传水表记录系统的应用范围逐渐扩大，但由于其高额的投资，用户需进行停水更换改造等特点，影响了该系统的广泛普及。与此同时，该系统主要为自来水公司对用户用水量记录与监测的所用，并不能灵活的测定所需管段的流量负荷，并较为精准的研究相应管段的用水量变化规律，无法很好的满足管网仿真建模的需求。因此，采用一种精度较高的能够记录所需管段瞬时流量的测试装置对管网负荷进行测试，具有非常重要的意义。然而，目前，国内尚未有较为成熟的管网负荷测试装置，在一定程度上制约了供水管网仿真建模技术的广泛应用与发展。综上所述，目前，国内尚未有较为成熟的能够应用于城市供水管网仿真模型建立过程中测定管网用水量负荷的装置。以往城市供水管网仿真建模过程中大多采用对城市自来水公司人工抄表记录或在线远传水表记录系统所采集数据进行整理分析，但采用这两种方法往往难以达到预期的测试目的和精度，主要存在以下几个方面的问题1、人工抄表抄收数据出错几率大、数据采集间隔时间长，数据的准确性与抄表人员本身的素质有很大的关系；2、在线远传水表记录系统虽避免了人为操作，有效地降低了人为工作量及处理误差，但尚未广泛全面的应用。3、以上两种方式均为一周或一月对用户水表进行一次记录，采集周期长，且仅能获得采集周期内的累计流量，无法实现对管段流量负荷时变化规律及日变化规律进行研究测定。4、通过以上两种方式所获取的数据，需经过大量的人工整理分析，才能用于供水管网长期用水量变化规律研究，不仅耗费了大量的人力，而且无法避免人工操作导致的误差。5、以上两种方式并非针对供水管网仿真建模过程中进行管网负荷测试所研发的装置，仅能满足自来水公司对用户用水量进行统计收费功能的需求，因此，无法很好的应用于管网建模过程中对管网用水量负荷短周期高精度的测试要求。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出了一种供水管网负荷测试装置，所述装置实现对管网重要用户节点、管段的瞬时流量及设定周期流量较为准确的测定。该装置的发明与使用，能够较为全面、准确的掌握城市供水管网的运行负荷及用水量变化规律，全面推动城市供水系统用水量预测、仿真建模及模型校核等技术的发展，为保障供水系统安全、合理运行奠定良好的基础。本发明的技术方案为供水管网负荷测试装置，包括水表、转换器、智能控制器和报警系统，在所述水表上设有一个磁钢转子�？椋龃鸥肿幽？槟芄皇涑鏊鏊淼淖穆龀逍藕牛谒龃鸥肿幽？樯习沧耙桓龃衅鳎鲎黄饔氪衅髦渫üＤ馐菹呦嗔樱鲎黄饔胫悄芸刂破髦渫ü中藕畔呦嗔樱霰ň低惩üň藕畔哂氪鸥肿幽？橄嗔�。智能控制器通过转换器能够与磁钢转子�？榻兴蛲ㄑ�。所述磁钢转子�？榘ㄖ鞫鸥肿雍痛佣鸥肿樱鲋鞫鸥肿影沧霸谒鏊砑剖萋稚希龃佣鸥肿影沧霸谒聿Ａ戏�。所述智能控制器包括PLC智能控制�？�、蓄电池和防水保护箱。本发明具有如下有益效果本发明以准确测量管网用水负荷，进而为供水管网仿真建模提供所必需的数据基础为目的，可对所需管段的瞬时流量进行较为精准的测量并记录存储。供水管网负荷测试装置由感应器、数据传输系统和PLC智能控制系统组成。体积小、携带方便，可快速的安装于测试管段的水表井内。通过自主研发的PLC智能控制程序，根据初始参数设定，可自行对所测量管段的瞬时流量负荷进行记录存储。该装置操作简单、灵活，用户可根据实际需求对流量负荷的记录频率和测试时长进行设定，在安装好后，测试数据自动记录，无需人工操作，完成一个测试周期后，将装置取出，将测试数据传输至电脑即可。该发明为供水管网用水模式研究与负荷测试提供了一种精度高、使用方便的测试装置。该测试装置的推广与应用，将极大的推动我国城市供水管网仿真建模技术与供水系统科学化运行管理技术的发展。
以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明。
图1为本发明的结构示意图。图2为本发明的智能控制器运行原理示意图。图中，1、智能控制器；2、数字信号线；3、转换器；4、模拟数据线；5、传感器；6、磁钢转子�？椋�7、水表；8、报警系统；9、分频光栅；10、报警信号线。
具体实施例方式以下结合附图进一步说明，并非限制本发明所涉及的范围。参见图1和图2所示，本发明包括水表7、转换器3、智能控制器1和报警系统8，在所述水表7上设有一个磁钢转子�？�6，所述磁钢转子�？�6能够输出所述水表7的转数的脉冲信号，在所述磁钢转子�？�6上安装一个传感器5，所述转换器3与传感器5之间通过模拟数据线相连接，所述转换器3与智能控制器1之间通过数字信号线2相连接，智能控制器1通过转换器3能够与磁钢转子�？�6进行双向通讯。所述报警系统8通过报警信号线 10与磁钢转子�？�6相连接，进而，报警信号通过转换器3能够传送到智能控制�？�1。所述磁钢转子�？�6包括主动磁钢转子和从动磁钢转子，所述主动磁钢转子安装在所述水表计数齿轮上，所述从动磁钢转子安装在水表玻璃上方。
磁钢转子�？�6安装过程为这里的水表7为普通机械式，在水表7计数齿轮上安装主动磁钢转子，在水表7的玻璃上方安装从动磁钢转子及传感器5，以磁同步转子方式准确输出水表7的转子转数的脉冲信号。根据主动磁钢转子所装设的水表计数齿轮不同，可根据实际需求，设定所测量流量的精度。此部分安装方便，可在国内普遍使用的机械湿式水表上安装使用，无需更换已有水表7，也无需破坏已有水表7的正常运转，只需在已有水表7 上加装主动与从动转子，即可实现水量的精确测量。磁钢转子模块6连接的信号还有分频光栅9，用以稳定系统和扩充系统。由于水表转子的传感器5发出的是脉冲信号，所以需在水表转子传感器的后方装设一个转换器3，将脉冲信号转化为数字信号，传输给智能控制器1。所述智能控制器1包括PLC智能控制�？�、蓄电池和防水保护箱。智能控制器1 是该装置的核心，通过装入自主研发的智能控制软件，可在0 40°C的环境温度下，实现每 15分钟记录一次水表转子转数。借助于蓄电池的电量供应，该装置可连续30天对所测定水表的转数进行记录。用户可根据实际需求，自行设定测定时间及记录频率。测定周期完成后，可将智能控制器1中存储的测试数据传输至电脑。通过对测定数据的分类整理，可分析该用户的用水模式及该用户时、日、月用水量变化规律，为供水管网仿真模型的建立奠定基础。采用供水管网负荷测试装置，对某城市各类性质的用水量进行测定分析，总结出该城市日用水量变化规律曲线。本发明有效的弥补了现有技术的不足，可根据用户对测试频率和精度的需求，方便、快捷的对所需管段的流量负荷进行测试，为城市供水管网仿真建模提供所必需的数据基�。衔嫉恼莆粘鞘泄┧低秤盟勘浠媛桑迪止┧低车目蒲Щ�、合理化运行管理提供支持。
权利要求
1.供水管网负荷测试装置，包括水表、转换器、智能控制器和报警系统，其特征在于 在所述水表上设有一个磁钢转子�？椋龃鸥肿幽？槟芄皇涑鏊鏊淼淖穆龀逍藕牛谒龃鸥肿幽？樯习沧耙桓龃衅鳎鲎黄饔氪衅髦渫üＤ馐菹呦嗔樱鲎黄饔胫悄芸刂破髦渫ü中藕畔呦嗔樱霰ň低惩üň藕畔哂氪鸥肿幽？橄嗔�。
2.根据权利要求1所述的供水管网负荷测试装置，其特征在于智能控制器通过转换器能够与磁钢转子�？榻兴蛲ㄑ�。
3.根据权利要求1或2所述的供水管网负荷测试装置，其特征在于所述磁钢转子�？榘ㄖ鞫鸥肿雍痛佣鸥肿樱鲋鞫鸥肿影沧霸谒鏊砑剖萋稚希龃佣鸥肿影沧霸谒聿Ａ戏健�
4.根据权利要求3所述的供水管网负荷测试装置，其特征在于所述智能控制器包括 PLC智能控制�？椤⑿畹绯睾头浪；は�。
全文摘要
本发明涉及一种供水管网负荷测试装置，包括水表、转换器、智能控制器和报警系统，在所述水表上设有一个磁钢转子�？椋龃鸥肿幽？槟芄皇涑鏊鏊淼淖穆龀逍藕牛谒龃鸥肿幽？樯习沧耙桓龃衅鳎鲎黄饔氪衅髦渫üＤ馐菹呦嗔樱鲎黄饔胫悄芸刂破髦渫ü中藕畔呦嗔樱霰ň低惩üň藕畔哂氪鸥肿幽？橄嗔印１痉⒚魑┧芡盟Ｊ窖芯坑敫汉刹馐蕴峁┝艘恢志雀�、使用方便的测试装置，本发明的推广与应用，将极大的推动我国城市供水管网仿真建模技术与供水系统科学化运行管理技术的发展。
文档编号G01F15/06GK102368040SQ201110260920
公开日2012年3月7日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年9月5日
发明者刘杰, 吕谋, 吴双利, 杨东豫, 董深 申请人:青岛理工大学
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